浅析飞机客舱防火

浅析飞机客舱防火

夏祖西,彭华乔,苏正良,杨智渊(中国民航局第二研究所,四川成都610041)

　　摘　要:介绍了飞机客舱火灾的原因以及提高飞机客舱防火性能的措施,从加强安全检查、高分子材料的阻燃和客舱重要部件/区域的防火等方面进行了探讨。

关键词:消防;飞机客舱;阻燃材料

中图分类号:X924.4,V244　　文献标志码:B文章编号:1009-0029(2009)07-0498-03

是飞机防火的重要区域。通过对多起火灾的调查,引起飞机客舱火灾的主要原因有3个方面:

(1)旅客携带或在行李中夹带易燃、易爆物品,甚

至故意放火。2002年5月7日,旅客张某在某客机卫生间内掏出藏匿的350mL汽油泼洒,并用随身携带的火柴将其点燃,致客机尾部油箱爆炸,飞机坠入大海,机上人员全部遇难。

(2)旅客或乘务人员吸烟,乱扔烟头引起火灾。烟头中心温度可达700～800℃,与可燃物接触极易引发火灾。2002年8月11日,某客机因旅客随意乱丢烟头而险酿空中火灾,幸亏乘务员及时发现,制止了一场大祸。1982年12月24日,某客机由于旅客吸烟使烟头落入导轨,致飞机后舱密封窗口冒烟,火势瞬间蔓延客舱,致25人死亡,30人受伤。

(3)飞机电路和电器设备线路短路、过载等引起火

　　(KunmingFireDetachment,YunnanKunming650041,China)

Abstract:Duetothelackofdetailedrequirementsforairmake-updesignincurrentfirepreventionandprotectioncodes,misunderstandingsareeasilymade.Asthismayleadtoimpropermake-upairdesign,

theefficiencyofsmoke

exhaustingwillbereduced.Thispaperillustratedthesmoke

火灾是影响飞机安全飞行的重要原因,飞机作为科学技术含量高、结构复杂的交通工具,如果在操作中出现微小疏忽和失误,就可能酿成重大火灾,发生机毁人亡的恶性事故,造成重大损失。因此,预防飞机火灾

并积极开展防火研究十分重要。1　火灾原因

客舱是飞机的重要部分,是飞机在飞行过程中旅客活动的主要区域,由于此处部件多,人员多,因此也门、窗开口的漏风,可能会造成补风速度过大,影响羽流的流动状态。为确保其排烟效果,需结合消防工程学原理进行分析,得出合理的补风设计方案。

(3)我国防火设计规范中补风设计的要求还需进一步完善。建议对补风方式、补风位置和补风速度等作明确规定。

参考文献:

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exhauststrategyofalarge,tallspacebuilding,tryingtostudyimpactsofairmake-upuponsmokeexhaustperformance.Theresultsshowthatthevelocityofthemake-upairhasgreatinfluenceonsmokeexhaustefficiency.Greatattentionshouldbepaidinthedesigningofmake-upairsystem.

Keywords:make-upairvelocity;make-upair;smokeexhaust

efficiency;smokecontrol

作者简介:黄　颖(1979-),女,云南昆明人,昆明市盘龙区消防大队工程师,硕士,主要从事建筑防火和消防监督管理工作,云南省昆明市盘龙区人民东路东华小区小龙路10号,650041。

收稿日期:2009-03-20

Studyonairmake-updesigninbuilding

firepreventiondesign

HUANGYing

基金项目:中国民用航空局基金资助项目(MHRD0624)

498FireScienceandTechnology,July2009,Vol28,No.7灾。2001年4月25日,加拿大某客机发生了一起严重的客舱火灾,造成23名旅客死亡。起火原因是飞机起飞1.5h后卫生间由于电流短路引发火灾。

飞机是可燃物品聚集的地方,如高分子材料,飞机上的座椅垫、防滑垫、安全带、地毯、餐桌等都是由高分子材料制成的,这些高分子材料主要有聚氨酯(PU)、聚酰胺(PA)、羊毛(WOOL)和聚氯乙烯(PVC)等。但是高分子材料多易燃,而且燃烧时产生大量烟雾,这对飞机客舱的防火安全非常不利。另外,旅客携带的行李、衣服等可燃物也增加了飞机客舱的火灾负载。2　提高飞机客舱防火性能的措施2.1　防火安全法规

飞机客舱防火安全性法规是飞机客舱防火的基础性文件,各国民航当局都高度重视,都颁布了各自的防火法规。较权威的飞机客舱防火的法规为美国联邦航空局(FederalAviationAdministration,FAA)颁布的美国联邦航空条例(FederalAviationRegulations,FAR),其中涉及客舱防火的条例主要有FAR25.851,25.853和25.8。特别是FAR25.853涉及多项适航试验,自20世纪60年代以来,FAA不断对FAR25.853进行修订,颁布了许多修订案,如:25-15、25-32、25-59、25-60、25-61、25-66、25-83、25-111,这些法规和修订案的颁布为提高飞机客舱防火安全性起到了十分重要的作用。

2.2　加强安全检查

无论是在登机前还是在飞行中,必须加强安全检查,严禁旅客携带易燃、易爆物品。乘务员应加强消防知识的学习,掌握防火、灭火技能,真正做到一旦发生火灾能正确处理,将火灾损失减少到最低程度。同时,乘务员还应学习并运用心理学,对旅客要有客观的评估,善于分析旅客的心理,尽量杜绝可疑人员采取行动,做到防患于未然。

2.3　采用高分子阻燃材料

(1)飞机客舱使用了大量高分子材料,这些材料必须进行阻燃处理以通过适航要求。用于高分子材料阻燃的阻燃剂主要有添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。目前,高分子材料阻燃的发展方向有无卤阻燃剂、膨胀性阻燃剂、微胶囊化技术和纳米阻燃技术等。

(2)高分子材料在燃烧过程中会释放大量热量,热量不仅会使环境温度升高,而且会加速燃烧。因此,FAA将美国俄亥俄州立大学的OSU热释放测量仪指定为民用飞机材料及组合结构热释放测试的仪器。该仪器基于热量测定原理,其测出的数据比真实值低,但它可通过校正因子将这一问题克服,因此做出的试验

消防科学与技术2009年7月第28卷第7期结果在不同的实验室比较一致,而且OSU量热仪的试样盒比较大,可用材料的实际结构进行试验,从而获得与实际情况比较相符的数据。FAA要求在5min试验期间平均最大热释放速率不应超过65kW/m和最初2min的平均总热释放量不应超过65kW・min/m2。

另外,在坠机后油箱起火爆炸,释放大量热量危及旅客安全,但若能采用热释放速率为0的材料就可以尽可能保护旅客并为旅客提供逃生时间,FAA预计该种材料将于2010年实现。

(3)现代火灾研究表明,火灾中造成人员死亡多是由人体吸入大量烟雾而窒息造成的,而且大量烟雾会阻挡视线,成为营救与逃生的障碍。因此,FAA对高分子材料的烟密度作了相应规定,规定要求4min试验内的平均最大比光密度Dm值不应超过200。苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物是20世纪40年发的一种热塑性工程塑料,目前在飞机客舱还有一定的应用,但其烟密度较大且抑烟技术尚不完善,建议以后不再使用。

2.4　客舱重要部件/区域的防火2.4.1　手推车

客舱用手推车是一个带轮子的可移动箱体,用来运送和存放各种用于客舱服务的物品,这些物品可能是易燃的,如塑料餐具、纸杯、纸巾和报纸等。为确保手推车的使用安全,FAA对其防火能力作了相应要求。美国机动车工程师学会在2004年也颁布了针对客舱用手推车的标准SAEAS8056《Minimumdesignandperformanceofairplanegalleyin-flightcarts,containers,andassociatedcomponents》。该标准对手推车的设计细则作了相应的要求,包含对手推车的热释放量、烟密度和防火等性能的要求。2.4.2　座椅垫

飞机座椅垫是客舱中的重要部件,与旅客直接接触,它主要由装饰套、挡火层和泡沫芯组成。装饰套是由羊毛纤维制成的,羊毛着火温度为570～600℃,燃烧热值低(20.5kJ/g-1),具有一定的阻燃性。挡火层主要采用芳纶1414,俗称凯夫拉(Kevlar)制成,它是一种难燃材料,其结构为:

4

2

　　泡沫芯选用的是软质聚氨酯泡沫(flexiblepolyurethanefoam),它含可燃的碳氢链段,开孔率较高,极易燃烧,极限氧指数(LOI)只有17左右,且燃烧产生大量有毒烟雾。为了对飞机座椅垫的防火安全性

499进行客观评估,FAA规定了座椅垫燃烧试验,该试验用于评估飞机座椅垫在置于高强度、开放性火焰中的耐燃性及失重性能。规定要求至少占试验组总数2/3的试验的烧焦长度不得大于43.2cm(17inches),并且平均烧焦长度不得大于43.2cm,平均失重百分比不得大于10%。2.4.3　隐藏区

为了提高隔热隔音防潮的作用,飞机客舱天花板与机壳之间都安装了隔热隔音材料(ThermalAcousticalInsulation),它是由薄膜/絮状纤维/薄膜按三明治状制成的,几乎将飞机全部包裹起来。安装隔热隔音材料的位置上分布着许多导线,若电线老化会造成短路易引发火灾,而该区域属于隐藏区(hiddenareas),火情不易被发现,一旦着火会造成严重后果(见图1所示)。但研究表明,某些通过了12s垂直燃烧试验的材料仍不能阻止火焰传播,因此FAA开发了衡量隔热隔音材料防火特性的新方法——隔热隔音材料燃烧及火焰蔓延特性试验方法,该方法用来评估暴露在辐射热源和火焰下的隔热隔音材料的可燃性和火焰传播特性。适航要求从燃烧器火焰中心线的左侧起,火焰传播不能超过51mm,任何试样在移开燃烧器后焰燃时间不能超过3s。考虑在对隔热隔音材料的连接或修补过程中会采用搭扣(hookandloop)和带子(tape),因此FAA补充了搭扣和带子燃烧及火焰蔓延特性的试验方法。目前,国内仅有中国民航局测试中心能开展该项适航检测任务。

3　结束语

飞机客舱防火是一个系统工程,既需要“软件”,即乘务人员的防火意识,正确处理客舱火灾的能力;也需要“硬件”,即飞机客舱防火设计的合理性,包括飞机客

舱使用材料的防火性能和部件/区域的防火性能。另外,相关职能部门应加大经费投入并合理提高相应的防火安全标准,相关研究人员应加强飞机客舱防火安全性的理论研究和技术研究,航空公司和机场应加强防火安全检查,航空生产企业应对生产的舱内材料严把质量关,从而对飞机客舱防火真正做到未雨绸缪,防患于未然。

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characterization

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图1　隐蔽区域示意图

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2.4.4　卫生间

飞机上卫生间属相对封闭区域,此处脱离乘务员的视线。尽管飞机上严禁吸烟,但不排除某些旅客躲进卫生间吸烟。由于此处存在某些易燃的物品(如纸片等),若烟头处理不当,极易导致火灾。因此,卫生间防火不仅要求使用阻燃材料并安装烟雾探测器,还需要乘务人员具有敏锐洞察力,一旦发现情况应立即妥善处理。500FireScienceandTechnology,July2009,Vol28,No.7　建筑防火设计　

浅析武汉长江隧道防火保障系统

罗　飙1,唐　智2,徐建平1,方　正2

(1.武汉长江隧道建设有限公司,湖北武汉430000;2.武汉大学土木建筑工程学院,湖北武汉430072)

　　摘　要:在明确城市水底隧道火灾危险性及防火设计目标的基础上,介绍了武汉长江隧道人员疏散方式及救援路线、通风系统、给排水与消防系统、照明系统及监控系统的设计方案,并结合工程施工中出现的问题对这些系统的选择、原理及作用进行了讨论。

关键词:隧道;火灾;固定式灭火系统

中图分类号:X924.4,TU921　　文献标志码:A文章编号:1009-0029(2009)07-0501-04

进、安全、适用的设计方案,同时对设计施工运行过程中出现的问题也不断优化,逐步形成了适合我国城市交通特点的较为先进的消防安全体系。

1　隧道防火的重要性

隧道属狭长的地下空间,水底隧道中间低、两头高的结构特性十分有利于火灾向出口蔓延,如果在发生火灾时未能有效控制通风排烟设备,则会加快火灾蔓延,造成更大的灾难。同时,近似封闭的空间以及较少的出口使产生的浓烟难以散去,极易产生高温、缺氧、能见度低、有毒、通信中断等不利于人员逃生及救援的情况。因此,隧道火灾的危险性远远高于一般道路上的火灾。

从国际上的统计数据看,一般车辆着火是由于电气系统失效、引擎过热或者其他原因导致车辆自燃,但大多数后果严重的火灾是由交通事故引发的。例如,1999年5月29日,奥地利的Tauern隧道发生撞车事故,1辆卡车在先后与4辆轻型车辆撞击后引发大火,导致12人死亡。而交通事故发生的频率与车流量有密切的关系,武汉长江隧道作为城市重要的交通干道,设计日高峰车辆通行能力为7.8万辆,发生交通事故的几率较其他隧道更大。因此,火灾是武汉长江隧道运营期间的主要灾害之一,只有通过合理的防火设计、规范的管理才能有效地降低隧道的火灾风险。

2　隧道防火系统的目标

在隧道防火系统的设置过程中,首要目标是预防隧道火灾的发生,主要通过利用法规和交通管制来提高隧道交通的安全性,将可能引发火灾的不利因素消除在萌芽阶段;防火系统的第二目标是降低火灾的危害程度,即当发生事故后,人员能迅速有效地通过疏散路线逃离事故现场,应急灭火工作能有效展开,从而最大程度减小火灾的危害。为达到这两个目标,在系统设计上主要体现在疏散及救援系统、通风排烟系统、给排水与消防系统、监控报警系统、照明系统等方面,通过这些系统的正常工作来保障隧道的防火安全。3　疏散及救援系统

隧道为近似封闭的结构,出入口少,人员一旦不能及时得到救援和疏散,就将面临极大危险。因此,合理设置疏散救援路线十分重要。目前,对于武汉长江隧道

501武汉长江隧道位于武汉长江大桥与二桥之间的一条城市主干道,全长3630m,双向4车道,设计车速50km/h,其中江底盾构段约2500m,预计到2020年车流

量将达到7.8万辆/天,高峰时段小时通车能力6750辆。随着2008年12月28日武汉长江隧道的通车试运营,作为长江上的第一条隧道,也是城市内部主要的交通枢纽,客流量大,其运营安全受到了外界广泛的关注,特别是隧道防治火灾的能力。而隧道防火设计是影响隧道火灾安全的重要因素之一,在调查了国内外隧道防火方法的基础上对武汉长江隧道采取了一系列先

Studyonfireproofofaircraftcabin

XIAZu-xi,PENGHua-qiao,

SUZheng-liang,YANGZhi-yuan

　　(TheSecondResearchInstituteofCivilAviationAdministrationofChina,Chengdu610041,People’sRepublicofChina)

Abstract:ReasonsofAircraftcabinfireandmethodsoffireproofingaircraftcabinareintroduced.Checkingcarefully,flameretardingpolymericmaterialsandfireproofingimportantdevices/areasarenecessarytoaircraftcabinfiresafety.Keywords:aircraftcabin;material

fireprotection;

fireretardent

作者简介:夏祖西(1970-)男,四川省仁寿人,中国民航局第二研究所高级工程师,中国民用航空局测试中心主任,硕士,主要从事航空化学方面的研究工作,四川省成都市二环路南二段17号,610041。

收稿日期:2009-03-16

消防科学与技术2009年7月第28卷第7期